VPR：一种新的包装，布局和布线工具的FPGA研究

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1、译文VPR：一种新的包装，布局和布线工具的FPGA研究沃恩贝茨和乔纳森罗斯系电气与计算机工程系，多伦多大学多伦多，ON，加拿大M5S3G4{沃恩，jayar}@eecg.toronto.edu摘要我们描述了一个基于FPGA新的功能和CAD工具使用的算法，各种途径和方（VPR）。在减少路由面积计算方面，VPR优于所有的FPGA布局布线工具，我们可以比较。虽然常用的算法是基于已知的方法，是我们目前而言改善运行时间和质量的几个有效方法。我们目前的版图和路由上的大型电路的一套新的结果，让未来的基准电路尺寸上的设计方法更多，用于今天的典型的FPGA布局布线工具工业品外观设计。

2、VPR是针对一个范围广泛的FPGA架构的能力，并且源代码是公开的。它和相关的网表翻译/群集工具VPACK已经被用在世界各地的一些研究项目，并且是有用的FPGA体系结构的研究。1简介在FPGA的研究中，人们通常必须评估新结构特色的实用工具而做评估实验。也就是说评估基准电路技术映射，放置和FPGA的布线结构上的关系和措施的架构质量，如运算速度或区域，然后可以很容易地提取出来。因此，有相当大的对于灵活CAD工具的需求，这样才可以针对各种架构的FPGA做高效的设计，从而便于比较均匀的设计架构。本文介绍了通用的地点和路线（VPR）工具，设计很灵活，足够让许多FPGA架构的比较

3、VPR可以执行的位置，要么全球路由或合并后的全球详细路由。这是公开的http://www.eecg.toronto.edu/〜jayar/软件。为了使FPGA体系结构的比较有意义，它是至关重要的CAD工具用于将每个电路架构，以地图的高品质展现。路由相优于所有的VPR在查看FPGA的路由器方面，任何标准基准测试的结果都可用，并且指出VPR的砂矿和路由器的组合胜过所有出版的FPGA布局和布线工具。本文结构如下：在第2节我们描述了一些VPR功能的FPGA架构和范围与它可能被使用的地方。在第3和第4节，我们描述了布局布线法。在第5节讲述了比较有必要的VPR曲目数量和该电路成

4、功的布线所要求的其他已发表的工具。在第6节得出了我们的结论，并提出一些VPR将来的升级。192概述VPR图1概括了VPR的CAD流程。VPR投入到由一个technologymapped网表和一个文本文件描述了的FPGA架构中。VPR可以放置电路，或一个预先存在的位置，可以读入VPR可以执行或者是全局的路线或合并后的全球/详细的安置途径。VPR的输出由布局、布线和统计组成，评估一项有用的工具FPGA架构，如路由线长，跟踪计数最大净长度。给出一些可指定的建筑结构参数描述文件：•逻辑块输入和输出的数量，•对每个逻辑块的输入和输出端访问（S）之和•逻辑等价性不同的输入和输出

5、引脚（例如，所有对照表输入功能当量），•对I/成一行或一列的FPGA适合O引脚数，•逻辑块阵列的尺寸（如23×30的逻辑块）。此外，如果全球路由要执行，你也可以指定：•横向和纵向通道的相对宽度之和•在不同区域的FPGA的渠道相对宽度。最后，如果合并后的全球和详细的路由被执行，一个也会进行求值：•开关块[1]架构（即为何路由曲目是相互关联的），•曲目号码，每个逻辑块的输入引脚连接（[1]），•为逻辑块输出FC值，•对I/O口FC值。19当前的体系结构描述格式不允许跨越多个领域和多个逻辑块和被列入路由体系结构，但我们目前加入此功能。添加新的路由架构的功能VPR相对容易，

6、因为VPR使用体系结构描述来创建路由资源图。每个路由跟踪和建设中的每一个脚成为在这个图中的节点，图边表示为允许的连接。路由器，图形可视化和统计计算程序都与此路由资源图的工作相关，所以添加新的路由架构功能仅涉及更改的子程序来建设这个图。虽然VPR最初是岛式FPGA的开发[2，3]，它也可以和以行为为基础的FPGA应用[4]。VPR目前没有能力为目标的层次FPGA的[5]，显然增加一个适当的位置和成本函数设计所需的布线资源图形程序将使其能够解决这些问题。最后，VPR的内置图形允许交互式可视化的布局，路由可用资源和互连的可能途径路由资源。VPACK逻辑块包装程序/网络表翻

7、译VPACK读取一个已经技术映射电路网表格式blif到LUT和触发器，包装成所需的FPGA逻辑LUT和触发器块，并输出在VPR的网表。VPACK可以针对逻辑块组成一个LUT，如图2所示，因为这是一种常见的FPGA逻辑元件。VPACK也针对逻辑块包含几个有用的LUT和几个拖动程序，有或没有共享LUT的输入[6]。这些“clusterbased”逻辑块类似于最近由AlteraFPGA开发的工具类型。3布局算法VPR采用模拟退火算法[7]。我们已经尝试与几个不同的成本函数联系，发现我们称之为线性挤塞的成本函数提供了一个合理的计算时间，最好的结果[8]。此成本函数的函数